Feldespato
Grupo de minerales formadores de rocas

Feldespato
Cristal de feldespato 18 cm × 21 cm × 8,5 cm (7,1 x 8,3 x 3,3 pulgadas) del valle de Jequitinhonha , Minas Gerais , sureste de Brasil
General
CategoríaTectosilicato
Fórmula
(unidad repetitiva)		K Al Si
3Oh
8 – Na Al Si
3Oh
8 – Ca Al
2Si
2Oh
8
Símbolo IMAFsp [1]
Sistema cristalinoTriclínico o monoclínico
Identificación
Colorrosa, blanco, gris, marrón, azul
Escisióndos o tres
Fracturaa lo largo de los planos de clivaje
Dureza en la escala de Mohs6.0–6.5
LustreVítreo
Rachablanco
Diafanidadopaco
Peso específico2,55–2,76
Densidad2.56
Índice de refracción1.518–1.526
Birrefringenciaprimer orden
Pleocroísmoninguno
Otras característicasláminas de exsolución comunes
Referencias[2]
Diagrama de fases composicional de los diferentes minerales que constituyen la solución sólida de feldespato

El feldespato ( / ˈfɛl ( d ) ˌspɑːr / FEL(D) -spar ; a veces escrito feldespato ) es un grupo de minerales tectosilicatados de aluminio formadores de rocas, que también contienen otros cationes como sodio, calcio, potasio o bario. [ 3] Los miembros más comunes del grupo de los feldespatos son los feldespatos plagioclasa (sodio-calcio) y los feldespatos alcalinos (potasio-sodio). [4] Los feldespatos constituyen aproximadamente el 60% de la corteza terrestre [3] y el 41% de la corteza continental de la Tierra en peso. [5] [6]

Los feldespatos cristalizan a partir del magma como rocas ígneas tanto intrusivas como extrusivas [7] y también están presentes en muchos tipos de rocas metamórficas . [8] La roca formada casi en su totalidad por feldespato plagioclasa cálcica se conoce como anortosita . [9] Los feldespatos también se encuentran en muchos tipos de rocas sedimentarias . [10]

Composiciones

El grupo de minerales de los feldespatos está formado por tectosilicatos , minerales de silicato en los que los iones de silicio están unidos por iones de oxígeno compartidos para formar una red tridimensional. Las composiciones de los elementos principales de los feldespatos comunes se pueden expresar en términos de tres miembros terminales :

Las soluciones sólidas entre el feldespato potásico y la albita se denominan feldespato alcalino. [11] Las soluciones sólidas entre la albita y la anortita se denominan plagioclasa [11] o, más propiamente, feldespato plagioclasa. Solo se produce una solución sólida limitada entre el feldespato potásico y la anortita, y en las otras dos soluciones sólidas, la inmiscibilidad se produce a temperaturas comunes en la corteza terrestre. La albita se considera tanto una plagioclasa como un feldespato alcalino.

La proporción de feldespato alcalino a feldespato plagioclasa, junto con la proporción de cuarzo , es la base para la clasificación QAPF de la roca ígnea. [12] [13] [14] La plagioclasa rica en calcio es el primer feldespato que cristaliza a partir del magma que se enfría, luego la plagioclasa se vuelve cada vez más rica en sodio a medida que continúa la cristalización. Esto define la serie continua de reacción de Bowen . El feldespato potásico es el feldespato final que cristaliza a partir del magma. [15] [16]

Feldespatos alcalinos

Los feldespatos alcalinos se agrupan en dos tipos: los que contienen potasio en combinación con sodio, aluminio o silicio; y aquellos en los que el potasio se sustituye por bario. Entre los primeros se encuentran:

Los feldespatos de potasio y sodio no son perfectamente miscibles en la masa fundida a bajas temperaturas, por lo que las composiciones intermedias de los feldespatos alcalinos solo se producen en entornos de mayor temperatura. [20] La sanidina es estable a las temperaturas más altas y la microclina a las más bajas. [17] [18] La pertita es una textura típica en el feldespato alcalino, debido a la exsolución de composiciones de feldespato alcalino contrastantes durante el enfriamiento de una composición intermedia. Las texturas pertíticas en los feldespatos alcalinos de muchos granitos se pueden ver a simple vista. [21] Las texturas micropertíticas en los cristales son visibles utilizando un microscopio óptico, mientras que las texturas criptopertíticas solo se pueden ver con un microscopio electrónico.

Feldespato amónico

La buddingtonita es un feldespato de amonio con la fórmula química: NH 4 AlSi 3 O 8 . [22] Es un mineral asociado con la alteración hidrotermal de los minerales primarios de feldespato.

Feldespatos de bario

Los feldespatos de bario se forman como resultado de la sustitución del bario por potasio en la estructura mineral. Los feldespatos de bario a veces se clasifican como un grupo separado de feldespatos [4] y, a veces, se clasifican como un subgrupo de feldespatos alcalinos [23] .

Los feldespatos de bario son monoclínicos e incluyen los siguientes:

Feldespatos de plagioclasa

Los feldespatos plagioclasicos son triclínicos . La serie de plagioclasas es la siguiente (con el porcentaje de anortita entre paréntesis):

Composiciones intermedias de exsolución para dos feldespatos de composición contrastante durante el enfriamiento, pero la difusión es mucho más lenta que en el feldespato alcalino, y los intercrecimientos de dos feldespatos resultantes suelen ser de grano demasiado fino para ser visibles con microscopios ópticos. Los huecos de inmiscibilidad en las soluciones sólidas de plagioclasa son complejos en comparación con el hueco en los feldespatos alcalinos. El juego de colores visible en algunos feldespatos de composición labradorita se debe a láminas de exsolución de grano muy fino conocidas como intercrecimiento de Bøggild. La gravedad específica en la serie de plagioclasa aumenta desde albita (2,62) hasta anortita (2,72-2,75).

Estructura

La estructura de un cristal de feldespato se basa en tetraedros de aluminosilicato. Cada tetraedro consta de un ion de aluminio o silicio rodeado de cuatro iones de oxígeno. Cada ion de oxígeno, a su vez, es compartido por un tetraedro vecino para formar una red tridimensional. La estructura se puede visualizar como largas cadenas de tetraedros de aluminosilicato, a veces descritas como cadenas de cigüeñal porque su forma es retorcida. Cada cadena de cigüeñal se une a las cadenas de cigüeñal vecinas para formar una red tridimensional de anillos fusionados de cuatro miembros. La estructura es lo suficientemente abierta para que los cationes (normalmente sodio, potasio o calcio) encajen en la estructura y proporcionen equilibrio de carga. [26]

  • Diagrama que muestra parte de una cadena de cigüeñal de feldespato.
    Diagrama que muestra parte de una cadena de cigüeñal de feldespato.
  • Estructura cristalina del feldespato vista a lo largo del eje c
    Estructura cristalina del feldespato vista a lo largo del eje c
  • Estructura cristalina del feldespato vista a lo largo del eje a
    Estructura cristalina del feldespato vista a lo largo del eje a
  • Estructura cristalina del feldespato vista a lo largo del eje b
    Estructura cristalina del feldespato vista a lo largo del eje b

Etimología

El nombre feldespato deriva del alemán Feldspat , un compuesto de las palabras Feld ("campo") y Spat ("lasca"). Spat había sido utilizado durante mucho tiempo como la palabra para "una roca fácilmente fragmentable en lascas"; Feldspat fue introducido en el siglo XVIII como un término más específico, refiriéndose quizás a su aparición común en rocas encontradas en campos (Urban Brückmann, 1783) o a su aparición como "campos" dentro del granito y otros minerales (René-Just Haüy, 1804). [27] El cambio de Spat a -spar fue influenciado por la palabra inglesa spar , [28] que significa un mineral no opaco con buena fragmentación. [29] Feldespático se refiere a materiales que contienen feldespato. La ortografía alternativa, felspar , ha caído en desuso. El término "félsico", que significa minerales de color claro como el cuarzo y los feldespatos, es un acrónimo derivado de felspar y sílice , no relacionado con la ortografía obsoleta "feldespato".

Desgaste

La meteorización química de los feldespatos se produce por hidrólisis y produce minerales arcillosos , entre los que se incluyen la ilita , la esmectita y la caolinita . La hidrólisis de los feldespatos comienza con la disolución del feldespato en agua, lo que ocurre mejor en soluciones ácidas o básicas y menos bien en las neutras. [30] La velocidad a la que se meteorizan los feldespatos está controlada por la rapidez con la que se disuelven. [30] El feldespato disuelto reacciona con los iones H + u OH− y precipita las arcillas. La reacción también produce nuevos iones en solución, y la variedad de iones está controlada por el tipo de feldespato que reacciona.

La abundancia de feldespatos en la corteza terrestre significa que las arcillas son productos de meteorización muy abundantes. [31] Alrededor del 40% de los minerales en las rocas sedimentarias son arcillas y las arcillas son los minerales dominantes en las rocas sedimentarias más comunes, las lutitas . [32] También son un componente importante de los suelos . [32] El feldespato que ha sido reemplazado por arcilla parece calcáreo en comparación con los granos de feldespato no meteorizado más cristalinos y vítreos. [33]

Los feldespatos, especialmente los feldespatos plagioclasa, no son muy estables en la superficie de la Tierra debido a su alta temperatura de formación. [32] Esta falta de estabilidad es la razón por la que los feldespatos se meteorizan fácilmente y se convierten en arcillas. Debido a esta tendencia a meteorizarse fácilmente, los feldespatos no suelen ser frecuentes en las rocas sedimentarias. Las rocas sedimentarias que contienen grandes cantidades de feldespato indican que el sedimento no sufrió mucha meteorización química antes de ser enterrado. Esto significa que probablemente fue transportado una corta distancia en condiciones frías y/o secas que no promovieron la meteorización, y que fue rápidamente enterrado por otros sedimentos. [34] Las areniscas con grandes cantidades de feldespato se denominan arcosas . [34]

Aplicaciones

El feldespato es una materia prima común que se utiliza en la fabricación de vidrio, cerámica y, en cierta medida, como relleno y extensor en pinturas, plásticos y caucho. En los EE. UU., aproximadamente el 66 % del feldespato se consume en la fabricación de vidrio, incluidos los envases de vidrio y la fibra de vidrio. La cerámica (incluidos los aislantes eléctricos, los sanitarios, la vajilla y los azulejos) y otros usos, como los rellenos, representaron el resto. [35]

Vidrio : El feldespato proporciona tanto K 2 O como Na 2 O para fundir, y Al 2 O 3 y CaO como estabilizadores. Como fuente importante de Al 2 O 3 para la fabricación de vidrio, el feldespato es valorado por su bajo contenido de hierro y minerales refractarios, un bajo costo por unidad de Al 2 O 3 , sin volátiles y sin desperdicios. [36]

Cerámica : Los feldespatos se utilizan en la industria cerámica como fundente para formar una fase vítrea en los cuerpos durante la cocción y, de esta manera, promover la vitrificación. También se utilizan como fuente de álcalis y alúmina en los esmaltes. [36] La composición del feldespato utilizado en diferentes formulaciones cerámicas varía en función de diversos factores, incluidas las propiedades del grado individual, las otras materias primas y los requisitos de los productos terminados. Sin embargo, las adiciones típicas incluyen: vajillas, 15% a 30% de feldespato; porcelanas eléctricas de alta tensión, 25% a 35%; sanitarios, 25%; azulejos de pared, 0% a 10%; y porcelana dental hasta 80% de feldespato. [37]

Ciencias de la tierra : En las ciencias de la tierra y la arqueología, los feldespatos se utilizan para la datación potasio-argón , la datación argón-argón y la datación por luminiscencia .

Uso menor : algunos limpiadores domésticos (como Bar Keepers Friend y Bon Ami ) utilizan feldespato para proporcionar una acción abrasiva suave. [38]

Producción

El USGS estimó que la producción mundial de feldespato en 2020 fue de 26 millones de toneladas, y los cuatro principales países productores fueron: China, 2 millones de toneladas; India, 5 millones de toneladas; Italia, 4 millones; Turquía, 7,6 millones de toneladas. [39]

Grados comerciales

Los análisis mineralógicos y químicos típicos de tres calidades comerciales utilizadas en cerámica son: [40]

Nombre del productoNorfloat KForshammarFFFK6
PaísNoruegaSueciaFinlandia
Empresa productoraCabo NorteSibelco  [en]Sibelco
Albita, %234041
Microclina, %712337
Anortita, %3-4
Cuarzo, %3338
SiO2 , %65,975,767,9
Al2O3 , %​​18.614.118.3
Fe2O3 , %​​0,070,150,11
TiO2 , %-0,020,01
CaO, %0,400,300,70
MgO, %-0,100,01
K2O , %11.83.86.4
Na2O , %2.95.05.5
Carta de intención, %0,20,50,2

Extraterrestre

En octubre de 2012, el rover Curiosity encontró un alto contenido de feldespato en una roca de Marte. [41]

Imágenes

Véase también

Referencias

  1. ^ Warr, LN (2021). "Símbolos minerales aprobados por IMA–CNMNC". Revista Mineralógica . 85 (3): 291–320. Código Bibliográfico :2021MinM...85..291W. doi : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID  235729616.
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Lectura adicional

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